KR100597026B1

KR100597026B1 - 패턴검출방법 및 패턴검출장치

Info

Publication number: KR100597026B1
Application number: KR1020030082688A
Authority: KR
Inventors: 고스게쇼고; 노가미마사루; 이요리기요시
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2006-07-04
Also published as: US6868354B2; TW200419286A; US20040111230A1; TWI236562B; KR20040045331A

Abstract

육안으로는 등록하는 얼라인먼트마크의 일부가 보이고 있는 데, 검출 불가능하게 되는 일이 있다. 얼라인먼트마크의 일부가 보이고 있으면 패턴검출이 가능하게 되는 방법 및 장치를 제공한다.

그것에 의하여 얼라인먼트마크의 위치를 검출할 수 있다. 얼라인먼트마크의 대략 전체의 화상을 대표화상으로서 등록하는 외에, 새롭게 등록된 대표화상의 일부분을 부분화상으로서 적어도 하나 등록한다. 등록된 대표화상 또는 부분화상 중 어느 하나를 인식한 경우에 그 얼라인먼트마크에 의거하는 패턴을 검출하고, 그것에 의하여 위치좌표를 인식할 수 있다.

Description

패턴검출방법 및 패턴검출장치{A METHOD OF DETECTING A PATTERN AND AN APPARATUS THEREOF}

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도,

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도,

도 3은 선폭 측정장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도,

도 4는 검사대상물과 그 내부의 위치관계를 설명하기 위한 도,

도 5a 내지 도 5f는 얼라인먼트마크의 화상등록방법과 화상검출방법을 설명하기 위한 도,

도 6a, 도 6b는 종래(도 6a)와 본 발명(도 6b)의 얼라인먼트마크의 인식범위의 차이를 설명하기 위한 도,

도 7은 본 발명의 위치인식방법의 일 실시예의 처리를 나타내는 플로우차트,

도 8은 선폭 측정장치에 있어서 종래의 선폭의 측정방법에 대하여 나타낸 도,

도 9는 도 8의 선폭 측정에 의하여 얻어진 데이터를 나타낸 도면이다.

관련출원의 교차 - 참조

본 발명은 소고 고스게가 "크기검사/측정방법 및 크기검사/측정장치"라는 명칭으로 2000년 11월 29일자로 출원한 미국특허제6,571,196호(미국특허출원 제09 /725,243호), 및 소고 고스게가 "광학 현미경의 분해능 하에 측정 가능한 임계차원 측정방법 및 장치"라는 명칭으로 2002년 2월 26일자로 출원한 미국특허출원 제10/082,120호에 관한 것이다.

본 발명은 선폭 측정장치 등의 검사장치에 있어서, 검사대상물인 기판 등의 검사기준의 위치 등을 인식하는 방법 및 그것을 사용한 검사장치에 관한 것이다.

도 3은 선폭 측정장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도,

기판상에 형성된 박막, 박막패턴의 폭이나 간격 등을 측정하기 위한 선폭 측정장치나 기판상의 결함이나 상처 등을 검사하는 검사장치에서는 측정대상인 하나하나의 기판 각각에 치수오차나 패턴형성의 어긋남 등이 있기 때문에, 검사개시전에 이들 오차를 검출하는 것이 필요하게 된다. 이 때문에 검사대상 기판상에 측정하는 패턴과 동일한 공정으로 또는 동시에 생성한 기준패턴, 예를 들면 얼라인먼트마크 등의 위치를 인식한다. 그리고 이 인식한 장치의 기준위치에 대한 검사위치를 수정함으로써, 가령 기판 등의 어긋남이 있었던 경우에도 정상적인 검사를 행할 수 있다.

상기와 같은 기술은, 예를 들면 일본국 특개평8-222611호 공보(제5 내지 6페이지, 및 도 1을 참조)나 특개평9-36202 등에 개시되어 있다.

도 5a 내지 도 5f는, 얼라인먼트마크의 촬상화상의 일례이다. 종래는 도 5b에 나타내는 바와 같이 파선의 범위(118) 내의 화상을 등록화상(114)으로 하고 있다. 종래기술에 있어서는 도 5e나 도 5f와 같이 육안으로는 등록하는 얼라인먼트마크(111)(또는 112)의 일부밖에 보이고 있지 않은 경우에는 얼라인먼트마크가 검출 불가능하게 되는 일이 있다. 이것은 등록화상(114)과 소정의 비율로 일치한 화상을 인식하였을[예를 들면, 패턴 매칭 등의 방법에 의하여 등록화상(114)과 화소마다의 휘도값에 대하여 유사도가 60% 이상이다] 때에 얼라인먼트마크를 검출한 것으로 하고 있기 때문이다. 얼라인먼트마크를 전혀 검출할 수 없을 때, 또는 얼라인먼트마크의 일부밖에 검출할 수 없을 때에는 검출장치는 그 주변에 얼라인먼트마크가 있다고 가정하여, 예를 들면 스파이럴형상에 그 부분을 중심으로 한 주변의 탐색을 시작하여 등록화상(114)과 일치한 형의 얼라인먼트마크가 발견될 때까지 탐색된다. 이것은 긴 탐색시간을 요한다는 단점이 있다.

얼라인먼트마크의 검출이 불가능하게 되는 원인의 하나로서 복수의 배율의 다른 대물렌즈 등을 사용할 필요가 있는 것이다. 즉, 얼라인먼트마크을 검출하기위해서는 저배율의 대물렌즈를 사용하면 좋으나, 검사대상물 중의 검사개소(예를 들면, 회로패턴의 선폭)의 크기는 얼라인먼트마크와 비교하여 매우 작기 때문에 서서히 고배율의 대물렌즈로 바꿀 필요가 있다. 또 크기가 다른 검사개소마다 대물렌즈를 바꾸지 않으면 안된다. 여기서 대물렌즈의 배율의 선택을 잘못하면 얼라인먼트마크를 정확하게 검출하는 데 시간을 요하게 되어 전체로서의 탐색시간도 늘어나게 된다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제를 해결하여 얼라인먼트마크의 적어도 일부의 화상을 탐색하는 것으로, 그 얼라인먼트마크의 위치를 검출 가능한 위치검출방법 및 검사장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 검사대상물의 검사기준의 위치를 인식하는 방법에서는, 얼라인먼트마크의 촬상화상의 일부라도 인식함으로써 얼라인먼트마크의 위치를 검출 가능하게 하는 것을 특징으로 한다. 또 현미경의 배율을 변경하는 일 없이 얼라인먼트마크의 검출범위를 실질적으로 확대하는 것도 특징이다. 이에 의하여 검사대상 기판에서 얼라인먼트마크의 검출 불가능이 없도록 한다. 얼라인먼트마크의 검출 가능범위를 확대하기 위하여 얼라인먼트마크의 대략 중앙 패턴 또는 전체의 패턴을 등록할 뿐만 아니라, 얼라인먼트마크의 사방 또는 일부의 특징있는 패턴을 각각 등록한다.

즉, 본 발명의 위치인식방법의 일면에 의하면, 자동 선폭 측정장치 등의 검사장치에 있어서, 얼라인먼트마크의 대략 전체의 화상을 대표화상으로서 등록함과 동시에, 등록된 대표화상의 일부분을 부분화상으로서 적어도 하나 등록한다. 그리고 검사대상물의 촬상 화상소자 중에 등록된 대표화상 또는 부분화상 중 어느 하나를 인식함으로써 그 얼라인먼트마크의 위치좌표를 인식하는 것이다.

또 본 발명의 위치인식방법의 다른 면에 의하면, 현미경을 통하여 확대한 화상을 취득하여 측정을 행하는 자동 선폭 측정장치 등의 검사장치에 있어서, 얼라인 먼트마크의 대략 중앙부의 패턴의 화상을 대표화상으로서 등록함과 동시에, 얼라인먼트마크의 주변부의 패턴을 부분화상으로서 적어도 하나 등록한다. 그리고 검사대상물의 촬상화상 중으로부터 등록된 대표화상 또는 부분화상 중 어느 하나를 인식함으로써 그 얼라인먼트마크의 검출범위를 현미경의 배율을 변경하는 일 없이 즉, 고배율의 검사대물렌즈를 사용한 채로 얼라인먼트마크의 검출 불가능이 없도록 한 것이다.

또 본 발명의 위치 인식방법의 또 다른 면에 의하면 본 발명은 기판 등의 선폭의 검사에도 사용할 수 있다. 선폭의 검사장치는 일반적으로 회로패턴의 선폭을 검사하기 위하여 화상인식의 방법을 사용하고 있는 것이 많다. 본 발명의 위치인식방법은 선폭의 검사시에 사용하는 화상인식과 동일한 공지의 방법을 사용함으로써 얼라인먼트마크의 위치인식을 실현할 수 있다. 따라서 얼라인먼트마크를 인식하기 위해서만 새로운 하드웨어를 추가하는 것은 필요하지 않다.

또 종래의 위치인식장치는 얼라인먼트마크가 발견되지 않은 경우, 상기한 바와 같이 얼라인먼트마크의 전체의 화상이 발견될 때까지 탐색을 행하는 기구를 사용하고 있다. 한편 본 발명에서는 얼라인먼트마크의 일부의 화상을 인식하는 것만으로도 얼라인먼트마크의 위치를 검출할 수 있기 때문에, 위치인식의 범위를 실질적으로 확대할 수 있다. 따라서 종래기술의 이와 같은 기구는 불필요하게 된다.

이하에, 본 발명에 의한 검사대상물상의 검사기준의 위치를 인식하는 위치인식방법 및 검사장치의 실시예를 설명한다. 여기서는 본 발명을 선폭 측정장치에 적용한 예에 대하여 설명한다.

도 8 및 도 9를 참조하여 선폭 측정장치의 동작에 대하여 설명한다.

선폭 측정장치에는 예를 들면 광학현미경으로 투영된 피측정물의 투영상을 비디오카메라(예를 들면, CCD 카메라) 등으로 촬상하여 치수측정 연산처리장치로 소망부분의 치수를 전기적으로 측정하여 비디오 모니터에 피측정물의 화상과 치수 측정장치를 표시하는 것이 있다.

도 8은 치수측정 중의 비디오 모니터의 화면의 표시예를 나타내는 도면으로, L1, L2, Li는 각각 주사선을 나타낸다. 상기 도면에 나타내는 바와 같이 비디오 카메라의 촬상한 피측정물의 모니터화상(55)에 있어서의 1 수평 주사선(Li)상의 휘도분포는 주사선(Li)상에 대응하는 영상신호를 N 분해한 각 화소위치를 각각의 휘도에 의하여 휘도 - 화소특성이 얻어진다. 이 휘도 - 화소특성을 도 9에 나타낸다. 상기 도면에 있어서 세로축은 휘도, 가로축은 화소이다. 종래의 대처방법으로서는 이 특성으로부터 치수를 구하나, 도 9에 있어서 휘도분포에 있어서의 최대 휘도레벨(51)을 100%로 하고, 최소 휘도레벨(52)을 0%로 한다. 50%의 휘도레벨 (Vs153)에 상당하는 a 번째의 화소와 b 번째의 화소 사이와의 위치차(Nab)를 구한다. 이 위치차(Nab)에 이 때의 현미경의 측정배율과 비디오 카메라로부터 피측정물까지의 피측정물거리에 의하여 결정되는 계수(k)를 곱하여 대응하는 피측정물의 치수값(X = K·Nab)이 구하여진다.

상기와 같은 화상을 인식하는 방법은, 예를 들면 USP 6,571,196에서 개시되어 있고, 그레이·스케일·패턴·매칭이라 불리우고 있다. 또한 상기 휘도 - 화소특성은 N의 수가 화소수와 같아도 된다.

이하에 본 발명에 있어서의 화상의 등록방법 및 인식방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 선폭 측정장치의 일례의 구성도이다.

검사대상물(1)은, 기판 클램프대(탑재대)(2)에서 이면이 흡착됨으로써 고정되어 있다. 기판 클램프대(2)는 고정대(5)상에 설치된 Y축 이동 스테이지(4), X축이동 스테이지(3)의 위에 있다. 검사대상물(1)은 X축 이동 스테이지(3)와 Y축 이동 스테이지(4)를 XY 이동 제어부(7)를 거쳐 X축 방향, Y축 방향으로 각각 움직임으로써 평면이동할 수 있어 검사대상물(1) 내의 임의의 위치를 광학현미경(8)으로 관찰할 수 있다. X축 이동 스테이지(3)와 Y축 이동 스테이지(4)는 각각 측정제어부(16)에 의하여 수동 또는 사전에 등록된 뒤에서 설명하는 CPU부(163) 내의 프로그램에 따라 조작된다.

도 3에 있어서, 검사대상물(1)은 예를 들면 반도체 웨이퍼, LCD(Liquid Cry stal Device), PDP(Plasma Display Panel) 등의 FPD(Flat Panel Display) 등에 사용되는 기판이다. 검사개소는 예를 들면 자동선폭 측정기의 경우는 기판 웨이퍼 등의 기판상에 형성된 전극패턴 또는 배선패턴이고, 그 패턴 선폭이나 패턴간격을 측정하는 것이다.

조명전원(6)은 라이트가이드(9)로 광을 광학현미경(8)에 도입하도록 구성되어 있다. 광은 검사대물렌즈(11)를 거쳐 검사대상물(1)상에 투사된다. 투사된 광은 검사대상물(1)에서 반사되고, 그 반사광이 검사대상렌즈(11), 중간렌즈(14)를 거쳐 촬상소자(촬상부)(15)에 입사된다. 촬상소자(15)는 입사광을 전기신호로 변 환하여 측정제어부(16)에 출력한다. 촬상소자는 가시광, 적외선, 자외선, X 선, 등의 광을 전기신호로 변환할 수 있는 CCD 카메라 등이다.

변배(變倍)기구(리볼버)(10)는 목적에 따라 검사대물렌즈(11)를 배율이 다른 별도의 대물렌즈(예비 대물렌즈)(12)와 교환된다. 검사대물렌즈(11)는 주로 선폭 등의 검사를 위해 사용된다. 예비 대물렌즈(12)로 검사대물렌즈(11)보다 저배율의 것이 주로 얼라인먼트마크를 인식하기 위하여 사용된다. 광축(Z축)이동 스테이지(13)는 초점을 맞추기 위하여 검사대물렌즈(11)를 장착한 광학현미경(8) 전체를 광축(Z축)방향으로 이동한다. 중간렌즈(14)는 검사대물렌즈(11)로부터의 상을 확대하여 CCD 카메라(15)에 투영하는 것이다. CCD 카메라(15)가 촬상한 영상은 측정제어부(검사제어부)(16) 내의 화상 도입·표시부(161)에 입력된다.

광축(Z축)이동 ·오토포커스제어부(162)는 검사대물렌즈(11)의 초점을 맞추기 위하여 검사대물렌즈(11)를 장착한 광학현미경(8) 전체를 광축(Z축)방향으로 이동시키기 위한 제어부이다. CPU(163)는 제어 전체를 실행하는 프로그램을 포함한다. 표시장치인 비디오 모니터(17)는 검사개소나 얼라인먼트마크 등의 촬상 및 GUI 환경에서 동작하는 조작스위치를 표시한다.

검사위치좌표의 등록방법을, 도 4에 나타내는 바와 같이 검사대상물(1)의 검사위치좌표, 즉 검사개소의 위치좌표를 참조하여 설명한다. 도 4에서는 검사대상물(1) 중에서 임의의 하나를 선택하여 기판(1)으로서 설명한다.

자동선폭 측정장치 등의 검사장치에 있어서, 기판(1)의 X 방향 기준면(101)과 Y 방향 기준면(102)을 기준으로 기판(1)상의 검사하고 싶은 위치좌표(121 내지 128)의 측정값 또는 설계값을 미리 등록하여 두고 검사대상물(1)인 기판을 검사할 때에 위치좌표를 차례로 판독하여 등록좌표에서 검사를 행한다. 여기서 검사하는 기판은 등록시에 사용한 기판이더라도 다시 장치에 세트하면 장치의 원점(기준좌표)과는 위치 어긋남이 발생하기 때문에 검사를 행할 때에는 검사시마다 장치의 기준위치에 대한 검사위치를 수정할 필요가 있다. 또 도 4에 있어서 좌상각이 기준좌표(X₀, Y₀)이다. 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.

먼저 임의의 검사기판을 1매 선정하여 이하의 순서로 얼라인먼트마크의 좌표 및 각 검사좌표를 등록한다. 이 검사기판은 미리 준비한 표준기판이어도 되고, 각 제조로트 중의 임의의 1매의 기판이어도 된다.

이 예에서는 기판은 좌우 2개의 얼라인먼트마크를 가지는 것에 대하여 설명하나, 본 발명은 임의의 수의 얼라인먼트마크를 구비한 기판에도 적용 가능하다.

즉, 기판(1)의 X 방향 기준면(101)과 Y 방향 기준면(102)과의 설치위치를 X 방향 고정롤러(201), X 방향 고정롤러(202), Y 방향 고정롤러(211)의 접촉에 의하여 고정한다. X 방향 플러시롤러(flush roller)(203, 204), Y 방향 플러시롤러 (212)로 기판을 각각의 화살표방향으로 가압하고, X 방향 고정롤러(201), X 방향 고정롤러(202), Y 방향 고정롤러(211)에 가압한다.

이 상태에서 기판(1)의 이면을 흡착하여 홀드하고, X 방향 플러시롤러(203), X 방향 플러시롤러(204), Y 방향 플러시롤러(212)의 기판 가압을 해제한다. X 방향 고정롤러(201), X 방향 고정롤러(202), Y 방향 고정롤러(211)는 고정, 또는 바 깥쪽으로 대피 가능하게 하나, 플러시롤러(203, 204, 212)의 힘에 지지 않는 힘으로 유지한다.

이 상태에서 좌측 얼라인먼트마크(111), 우측 얼라인먼트마크(112)의 위치를 검사대물렌즈(11)로 관찰하여 각각의 얼라인먼트마크(111, 112)의 검출측의 XY 스테이지의 XY 좌표 및 검출화상을 CPU부(163)에서 등록한다.

다음에 검사하고 싶은 위치좌표(검사개소의 위치좌표)(S₁₂₁ ~ S₁₂₈)를 상기한 좌측 얼라인먼트마크(111), 우측 얼라인먼트마크(112)와 마찬가지로 이하의 순서로 등록한다.

예를 들면 기판(1)의 X방향의 방법으로 기준면(101)과 Y 방향 기준면(102)으로부터 좌측 얼라인먼트마크(111), 우측 얼라인먼트마크(112)까지의 거리의 공차는 각각 ±0.1mm 이내이다. 중간렌즈(14)의 배율이 3.3배의 광학현미경으로 검사대물렌즈(11)의 배율이 5배인 렌즈를 사용하면, 광학배율은 5 ×3.3 = 16.5배가 된다.

CCD 카메라 크기 6mm각의 CCD 카메라(15)를 사용하면 CCD 카메라(15)의 시야는 6mm ÷16.5배 = 0.36mm의 범위가 된다. 기판(1)의 X, Y 방향 기준면(101, 102)으로부터 좌측 얼라인먼트마크(111)까지의 거리의 오차와 우측 얼라인먼트마크 (112)까지의 거리의 오차는 각각 ±0.1mm 이기 때문에 화상처리의 위치확인으로 커버할 수 있다.

얼라인먼트마크 및 검사하고 싶은 위치좌표의 등록후, 기판(1)을 기판 클램프대(2)로부터 보관장소로 되돌린다. 검사하고 싶은 기판을 기판 클램프대(2)에 세트한다. 촬상부는 기판의 소정개소를 촬상한다. 신호처리부는 촬상부로부터의 영상신호를 처리한다. 기억부는 영상신호 데이터를 기억한다. 제어부는 탑재대 (table)의 동작을 제어한다. 화상처리에 의하여 얼라인먼트마크가 검출되고, 등록된 얼라인먼트마크와의 차의 정보(옵셋 및 기울기)를 산출한다. 검출개소의 위치좌표를 보정함으로써 검사가 행하여진다.

즉, 검사하고 싶은 기판에 대하여, 좌측 얼라인먼트마크(111) 및 우측 얼라인먼트마크(112)를 검출한 후에 기판(1)의 기울기와 옵셋을 재계산한다. 검사하고 싶은 장소(검사개소)(S₁₂₁ ~ S₁₂₈)의 위치좌표치로부터 수정 후의 검사개소(S₁₂₁ ~ S₁₂₈)의 위치좌표(이하, 검사위치좌표라 함)로의 이동은, X축 이동 스테이지(8), Y축 이동 스테이지(4)의 각각의 오차인 수 ㎛ 이내에서 행할 수 있다. 즉 검사대물렌즈(11)의 배율로서 50배를 사용할 수 있다. 이 경우 시야는 6mm ÷(50배 ×3.3배) = 36㎛ 이다. 따라서 오차가 수 ㎛밖에 나오지 않기 때문에 시야 36㎛내의 범위에 검사개소가 반드시 존재하기 때문에 확실한 검사를 할 수 있다.

다음에 좌측 얼라인먼트마크(111), 우측 얼라인먼트마크(112)의 화상등록방법과 화상검출방법을 도 1b 내지 도 1g, 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

(1) 화상등록방법

먼저, 얼라인먼트마크의 화상의 대표화상(여기서는 중앙부의 화상)의 등록방법에 대하여 설명한다.

XY 이동제어부(7)를 조작(XY 리모트라 부름)하여 기판(1)의 좌측 얼라인먼트마크(111)를 X축 이동 스테이지(3)와 Y축 이동 스테이지(4)를 사용하여 이동시켜 CCD 카메라(15)의 촬상시야에 넣는다. 즉 얼라인먼트마크(111)의 화상을 비디오 모니터(17)의 모니터화면 내에 넣는다.

다음에 광축 이동 ·오토포커스제어부(162)를 수동조작(Z 수동 리모트라 부름)하여 Z축 이동 스테이지(13)를 사용하여 이동시켜 초점을 맞춘다.

이상과 같이 도 1b 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 좌측 얼라인먼트마크 (111)를 화면의 중앙이 되도록 하여 촬상하고, 등록시에 화면에 표시되는 파선 마크 프레임(파선의 범위)(113)을 입력장치, 예를 들면 마우스를 사용하여 GUI 조작함으로써 선택한다. 파선 마크 프레임(113)을 마우스에 의하여 드래그하여 파선 마크 프레임(113)의 중심을 좌측 얼라인먼트마크(111)의 화상 중앙에 맞추어 화면에 표시되는 등록버튼(도시 생략)을 누른다. 다시 파선 마크 프레임(113)의 프레임의 크기를 변경하고 싶은 경우에는 프레임을 마우스로 선택하여 드래그함으로써 변경할 수 있다. 또한 프레임을 화면상에서 형성하는 방법으로 화상을 선택하여도 된다. 이에 의하여 파선의 범위(113) 내의 화상이 등록화상(114)으로서 등록된다. 또 파선의 범위(113)의 중심부가 상기 등록화상의 중심좌표가 된다.

다음에 등록시에 비디오 모니터(17)의 화면에 표시되는 위치좌표 인식버튼(도시 생략)을 눌러 얼라인먼트마크(111)의 중심위치좌표[XY 좌표(X, Y)]를 AL1(X, Y) = (X_S1, Y_S1)로서 등록한다. 여기서 (X_S, Y_S)는 도 4의 기판의 기준좌표(X_O, Y_O) 를 기준으로 한 위치좌표는 XY 스테이지좌표이다.

이상의 처리에 의하여 얼라인먼트마크(111)의 중앙부의 화상이 대표화상으로서 등록된다.

한편, 얼라인먼트마크(111)의 전체화상(도 1g 참조)을 대표화상으로서 등록하여도 된다.

다음에 도 1c에 나타내는 바와 같이 파선 마크 프레임(113)을 드래그하여 얼라인먼트마크(111)의 각진 부(예를 들면 우하 하부)에 맞추고, 마찬가지로 얼라인먼트마크(111)의 우하측 화상만 등록한다(도 1c 파선 프레임 내). 이것을 등록화상(부분화상)(114-1)으로 한다. 다음에 도 1d에 나타내는 바와 같이 좌측 얼라인먼트마크(111)의 우상측 화상만 등록한다(도 1d 파선 프레임 내). 이것을 등록화상(부분화상)(114-2)으로 한다. 다음에 도 1e에 나타내는 바와 같이 좌측 얼라인먼트마크(111)의 좌하측 화상만 등록한다. 이것을 등록화상(부분화상)(114-3)으로 한다(도 1e 파선 프레임 내). 다음에 도 1f에 나타내는 바와 같이 좌측 얼라인먼트마크(111)의 좌상측 화상만 등록한다. 이것을 등록화상(부분화상)(114-4)으로 한다(도 1f 파선 프레임 내).

마찬가지로 우측 얼라인먼트마크(112)에 대해서도 도 1a, 도 1c 내지 도 1f와 동일한 화상(대표화상, 부분화상)을 등록한다. 단, 오른쪽 얼라인먼트마크 (112)의 패턴이 좌측 얼라인먼트마크(111)와 상사하는 경우에는 그 위치좌표를 등록함으로써 화상의 등록을 생략할 수 있다.

상기와 마찬가지로 하여 우측 얼라인먼트마크(112)를 등록한다. 그리고 그 얼라인먼트마크(112)의 중심위치좌표[XY 좌표(X, Y)]를 AL2(X, Y) = (X_S2, Y_S2)로서 등록한다.

또한 동일하게 하여 파선 마크 프레임(113)의 각부의 부분등록을 행한다. 상기한 얼라인먼트마크와 마찬가지로 각 검출개소의 위치좌표를 등록한다. 즉 수동 리모트조작으로 검출개소 부근으로 이동하여 초점을 맞춘 후 등록시에 화면에 표시되는 마크(도시 생략)를 마우스 드래그하여 검출개소에 맞추고, 등록시에 화면에 표시되는 위치좌표 인식버튼(도시 생략)을 누른다. 이에 의하여 마크위치의 좌표가 등록된 위치좌표가 된다. 등록된 순서로 예를 들면 도 4의 검사위치좌표 [S₁₂₁(X₁₂₁, Y₁₂₁), S₁₂₂(X₁₂₂, Y₁₂₂), …, S₁₂₈(X₁₂₈, Y₁₂₈)]로서 등록된다.

(2) 화상검출방법

다음에 각 검사개소의 화상의 검출방법에 대하여 설명한다.

먼저, 기판(1)의 X 방향 기준면의 고정롤러(201)와 X 방향 기준면의 고정롤러(202) 및 Y 방향 기준면의 고정롤러(211)를 정위치 이동하여 X 방향 플러시롤러 (203)와 X 방향 플러시롤러(204) 및 Y 방향 플러시롤러(212)에 의하여 기판(1)을 가압한다.

다음에 기판(1)을 흡착하여 홀드한다. 그 후 X 방향 플러시롤러(203)와 X 방향 플러시롤러(204) 및 Y 방향 플러시롤러(212)를 기판(1)의 가압으로부터 해제한다. 또 기판 기준면측의 고정롤러(201)와 고정롤러(202) 및 Y 방향 기준면의 고정롤러(211)를 정위치로 이동함으로써 회피한다.

얼라인먼트마크 위치좌표[AL1(X, Y)]에 있어서, 화면 전체를 오토 포커스한다.

기판(1)의 치수 불균일로, 예를 들면 도 5c에 나타내는 바와 같이 얼라인먼트마크가 등록된 중심위치좌표로부터 어긋나는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 이하에 나타내는 드리프트보정을 한다. 먼저 이 화상을 인식하여 이 검사대상 기판의 좌측 얼라인먼트마크 위치좌표[AL1R(X₁, Y₁)]를 얻는다.

다음에 얼라인먼트마크 좌표위치[AL2(X, Y)에 있어서, 화면 전체를 오토 포커스하여 기판(1)의 공차 내의 불균일로, 예를 들면 도 5d에 나타내는 바와 같이 얼라인먼트마크가 어긋난 화상이 얻어지는 일이 있다. 이 화상을 인식하여 이 검사대상 기판의 우측 얼라인먼트마크 위치좌표[AL2R(X₂, Y₂)]를 얻는다.

AL1R과 AL2R로부터 뒤에서 설명하는 등록된 화상의 위치좌표에 대한 기울기 (θR) 및 옵셋[OFR(X, Y)]을 구한다.

예를 들면, 기울기 0과 옵셋 0으로 등록되고 검사위치좌표[S₁₂₁(X₁₂₁, Y₁₂₁), S₁₂₂(X₁₂₂, Y₁₂₂), …, S₁₂₈(X₁₂₈, Y₁₂₈)]의 기울기를 앞서 구한 θR과 옵셋[OFR(X, Y)]으로 수정하고, 수정후의 검사위치좌표[S_121R(X_121R, Y_121R), S_122R(X_122R, Y_122R), …, S_128R(X_128R, Y_128R)]를 산출하여 검사위치(X_128R, Y_128R)를 검출한다. 이들 검출된 검출위치에 의거하여 그 검사개소로 이동하여 검사를 행하게 된다.

다음에 검사위치(S_122R)의 검사개소를 검사하여 마찬가지로 순차 검사위치 (S_128R)까지의 모든 등록된 검사개소를 검사한다.

상기 화상등록방법의 설명에서 설명한 것과 마찬가지로 기판(1)을 고정롤러 (201, 202, 211), 플러시롤러(203, 204, 212) 등에 의하여 기판 클램프대(2)에 고정하고, 기판 흡착하여 홀드한다.

다음에 좌측 얼라인먼트마크 등록위치좌표[AL1(X, Y)]로 이동하여 화면 전체를 오토 포커스하여 초점을 맞춘다.

기판(1)의 불균일로 예를 들면 도 5c의 화면과 같이 화면의 중심으로부터 얼라인먼트마크가 어긋난 화상이 얻어진다고 한다. 이때 검출되는 화상은 도 2a, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f에 나타내는 경우와, 얼라인먼트마크가 전혀 검출되지 않은(도시 생략) 경우를 생각할 수 있다. 본 발명에서는 이와 같은 경우에도 상기와 같은 대표화상에 더하여 부분화상의 등록을 행함으로써 얼라인먼트마크의 일부밖에 시야에 들어 가지 않은 경우에도 얼라인먼트마크를 검출하는 것을 가능하게 하는 것이다.

도 2a 내지 도 2f의 화상과 도 7의 플로우차트를 사용하여, 검출의 방법을 더욱 상세하게 설명한다. 도 7은 본 발명의 위치인식방법의 일 실시예의 처리를 나타내는 플로우차트이고, CPU부(163) 내의 프로그램에 따라 실행된다.

단계(1001)에서는 좌측 얼라인먼트마크의 검출이 종료하였는지의 여부를 판정한다. 만약 검출이 종료되어 있으면 단계(1017)로 진행하고, 검출이 되어 있지 않으면 단계(1011)로 진행한다. 다음에 좌측 얼라인먼트마크의 화상인식을 행한 다. 여기서 얼라인먼트마크의 인식방법으로서는 예를 들면 USP6,571,196에서 개시되어 있는 그레이·스케일·패턴·매칭이 사용된다.

좌측 얼라인먼트마크(111)의 좌표를 얻는 순서를 하기의 단계(1011∼1017)에 의하여 설명한다.

단계(1011)에서는 얼라인먼트마크의 화상(114) 전체가 검출되었는지의 여부를 판정한다. 만약 전체가 검출된 경우는 단계(1017)로 진행한다. 만약 검출되지않은 경우는 단계(1012)로 진행한다.

이하는 동일한 단계를 행한다. 즉, 단계(1012)에서는 얼라인먼트마크의 화상(114-1)이 검출되었는지의 여부를 판정한다. 만약 화상(114-1)이 검출된 경우는 단계(1017)로 진행한다. 만약 얼라인먼트마크의 화상(114-1)이 검출되지 않은 경우는 단계(1013)로 진행한다.

단계(1013)에서는 얼라인먼트마크의 화상(114-2)이 검출되었는지의 여부를 판정한다. 만약 화상(114-2)이 검출된 경우는 단계(1017)로 진행한다. 만약 얼라인먼트마크의 화상(114-2)이 검출되지 않은 경우는, 단계(1014)로 진행한다.

단계(1014)에서는 얼라인먼트마크의 화상(114-3)이 검출되었는지의 여부를 판정한다. 만약 화상(114-3)이 검출된 경우는 단계(1017)로 진행한다. 만약 얼라인먼트마크의 화상(114-3)이 검출되지 않은 경우는 단계(1015)로 진행한다.

단계(1015)에서는 얼라인먼트마크의 화상(114-4)이 검출되었는지의 여부를 판정한다. 만약 화상(114-4)이 검출된 경우는, 단계(1017)로 진행한다. 만약 얼라인먼트마크의 화상(114-4)이 검출되지 않은 경우는 검출에 실패하였기 때문에 단 계(1016)로 진행한다.

단계(1016)에서는 좌측 얼라인먼트마크의 검출의 실패를 알람 등을 모니터화면에 표시 또는 알람음 등을 출력함으로서 조작자에게 알려 처리를 중단한다. 이 단계에 의하여 얼라인먼트마크가 일정한 오차범위 내에 존재하지 않은 것을 사용자에게 알린다. 이 경우, 얼라인먼트마크는 검사규격의 범위에 들어가 있지 않았다고 할 수도 있다. 즉, 이 기판을 불량품으로서 검출할 수 있다.

단계(1017)에서는 검출된 화상(114, 114-1, 114-2, 114-8, 114-4 중 어느 하나)으로 위치좌표를 인식하여{즉, 위치좌표[AL1(X, Y)]를 얻음} 단계(1018)로 진행하고, 다음의 우측 얼라인먼트마크의 인식처리로 진행한다.

다음에 마찬가지로 하여 우측 얼라인먼트마크의 인식을 행하여 위치좌표 [AL2(X, Y)]를 얻는다. 즉, 단계(1018)에 있어서 좌우 양쪽의 얼라인먼트마크의 위치좌표가 산출되었는지의 여부를 확인한다. 만약에 우측 얼라인먼트마크의 위치좌표가 산출되어 있지 않으면 단계(1019)에 있어서, 단계(1001)와 동일한 처리를 행하여 우측 얼라인먼트마크를 인식한다. 이하는 상기한 바와 같이 우측 얼라인먼트마크를 인식 및 검출을 하여 위치좌표를 산출한다.

상기한 인식작업에 의하여 실제의 해당 기판의 좌측 얼라인먼트마크 및 우측 얼라인먼트마크의 위치가 인식된다. 이에 의하여 최초로 등록된 기판에 대한 해당 기판의 상대적인 좌표 오차를 알 수 있다. 따라서 이들 좌표 오차를 기초로 각 검사좌표의 위치도 산출할 수 있다. 예를 들면 위치좌표[AL1(X, Y)와 AL2(X, Y)]로부터 기울기(θR)와 옵셋[OFR(X, Y)]을 구한다. 여기서 기울기(θR)는 AL1(X, Y) 과 AL2(X, Y)와의 사이의 기울기를 나타내고, 옵셋[OFR(X, Y)]은 AL1(X, Y)로 등록된 좌표와의 차를 나타낸다(단계 1020).

등록시에 있어서 기울기를 0 과 옵셋을 0으로 하여 등록한 검사위치[S₁₂₁(X₁₂₁, Y₁₂₁), S₁₂₂(X₁₂₂, Y₁₂₂), …, S ₁₂₈(X₁₂₈, Y₁₂₈)]를, 기울기(θR)와 옵셋[OFR(X, Y)]으로 수정하고, 수정된 검사위치좌표[S_121R(X_121R, Y_121R), S_122R(X_122R, Y_122R), …, S_128R(X_128R, Y_128R)]를 산출한다(단계 1021).

그후 수정된 정확한 검사위치[S₁₂₁(X₁₂₁, Y₁₂₁)]상의 검사개소를 검사한다. 다음에 수정된 정확한 검사위치[S₁₂₂(X₁₂₂, Y₁₂₂)]상의 검사개소를 검사하여 이하 마찬가지로 검사위치(S₁₂₈)상의 검사개소까지 검사한다.

다음에 본 발명에 의하여 얼라인먼트마크의 검출범위가 어느 정도 개선되었는지를 검증한다.

먼저 도 6a에 나타내는 종래의 검출범위에 있어서는,

화면시야 0.36mm,

얼라인먼트마크 검출범위 0.16mm이고,

따라서, 검출 가능범위는,

검출 가능범위 = 화면시야 - 검출범위

= 0.36 - 0.16

= 0.2mm 가 된다.

도 6b에 나타내는 본 발명의 검출범위에 있어서는,

화면시야 0.36mm,

얼라인먼트마크 검출범위 0.15mm이고,

따라서 검출 가능범위는,

검출 가능범위 = 화면시야 + 검출범위

= 0.36 + 0.15

= O.51mm 가 된다.

따라서 본 발명을 실시함으로써 일 방향당의 검출범위가 O.2mm 내지 0.51mm가 되어 약 2.5배로 넓어지게 된다.

또 종래는 얼라인먼트마크 검출범위가 넓으면(얼라인먼트마크가 크다) 검출 가능범위가 좁았으나, 본 발명에서는 얼라인먼트마크 검출범위가 넓으면 얼라인먼트마크 검출범위가 넓어지기(얼라인먼트마크가 크다) 때문에 검출 가능범위를 넓게 할 수 있는 이점이 있다.

또 얼라인먼트마크의 화상인식에 사용하는 대물렌즈를 매우 높은 배율(2.5배를 사용하여 시야를 넓히는 것은 할 수 없고, 5배를 사용하여 검출범위를 확대할 수 있다)로 사용할 수 있기 때문에 얼라인먼트마크의 XY 위치의 인식오차를 축소할 수 있고, 더욱 높은 검사배율(50배)로의 이행시에는 XY 위치인식 오차를 더욱 축소할 수 있다는 이점이 있다.

또, 대물렌즈의 초점심도는,

검사배율이 2.5배에서 1O0㎛

5배에서 20㎛

50배에서 1㎛ 이다.

검사배율이 2.5배에서는 1OO㎛의 범위에서 초점(중심좌표)을 검출할 필요가 있다. 그러나 검사배율을 2.5배로부터 50배로 이행하였을 때에는 20㎛의 범위에서 얼라인먼트마크의 초점을 검출하면 된다. 따라서 초점검출의 범위가 좁은 분만큼 얼라인먼트마크의 초점 검출시간의 단축도 된다.

상기한 실시예에서는 얼라인먼트마크 1개의 등록작업에 대하여 조작자에게 5회의 등록작업을 부담시키게 된다. 이것을 해소하기 위하여 미리 영역을 설정하여 둠으로써 자동인식시키도록 할 수도 있다.

이하, 도 1c 내지 도 1f를 참조하여 그 방법의 일례에 대하여 설명한다.

먼저 이동거리(m1 내지 m4)와 영역의 범위(a1 내지 a4)를 결정한다. 다음에 전체의 등록화상(대표화상)(114)를 지정하는 것만으로 다른 4점을 자동적으로 등록할 수 있다. 즉, 이하에 나타내는 순서를 행한다.

(1) 등록화상(부분화상)(114-1)은 오른쪽 밑으로 소정의 거리(m1)만큼 이동하여 영역을 소정의 범위(a1)로 한다. 이하 마찬가지로 순서를 반복한다.

(2) 등록화상(부분화상)(114-2)은 오른쪽 위로 m2만큼 이동하여 영역을 a2라 한다.

(3) 등록화상(부분화상)(114-3)은 왼쪽 밑으로 m3만큼 이동하여 영역을 a3이라 한다.

(4) 등록화상(부분화상)(114-4)는 왼쪽 위로 m4만큼 이동하여 영역을 a4라 한다.

또한 m1 내지 m4는 임의의 길이로서, 모두 같아도 된다.

또 대표화상 및 부분화상의 수는 임의로 설정할 수 있고, 등록화상(114-1 내지 114-4)마다 이동거리와 영역범위를 하나하나 설정하는 것도 가능하다.

또 등록의 수고를 생략하기 위하여 복수의 화상의 등록데이터를 플로피 디스크 등의 매체에 보존하여 두고 필요할 때에 판독하도록 하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 대표화상 외에, 대표화상의 일부분의 부분화상을 등록함으로써 검출범위를 대폭으로 넓힐 수 있었다.

또 얼라인먼트마크가 크더라도 검출 가능범위를 넓게 할 수 있었다.

또 얼라인먼트마크 화상의 인식에 사용하는 대물렌즈는 매우 높은 배율을 사용할 수 있다. 또한 높은 검사배율로 이행하면 XY 위치인식 오차를 보다 축소할 수 있었다.

또한 대물렌즈의 초점심도는 대물렌즈를 높은 배율로 이행하였을 때에 넓은 범위에서 초점 검출할 필요가 있었으나, 종래보다 좁은 범위에서 초점 검출하면 되기 때문에 초점 검출시간의 단축이 가능하게 되었다.

또한 일반적으로는 얼라인먼트마크을 인식하기 위해서는 저배율의 예비 대물렌즈를 사용할 필요가 있고, 피검사물을 검사하기 위해서는 고배율의 검사대물렌즈를 사용할 필요가 있다.

종래는 저배율의 예비 대물렌즈를 사용하여 얼라인먼트마크를 인식하고, 그 후 고배율의 검사대물렌즈로 변경하고 나서 피검사물의 검사점(예를 들면, 선폭)을 검사할 필요가 있었다. 그러나 본 발명에서는(피검사물을 검사하기 위한) 고배율의 검사대물렌즈만을 사용하는 것만으로 얼라인먼트마크를 인식할 수 있다. 얼라인먼트마크의 인식후는 종래와 같이 대물렌즈의 배율을 변경하는 일 없이 즉시 피검사물의 선폭 등을 검사할 수 있다. 따라서 검사에 요하는 시간을 대폭으로 단축할 수 있었다.

본 발명의 위치인식방법을 선폭 측정장치를 사용하여 설명을 하였으나, 다른 장치(예를 들면 반도체 스텝퍼장치 등)에서도 적용가능하다.

Claims

배선 패턴이 형성되고, 또한 얼라인먼트마크를 가지는 기판을 탑재하는 탑재대와,

상기 기판의 하나 또는 복수의 개소를 촬상하는 촬상부와,

상기 촬상부로부터의 영상신호를 처리하는 신호처리부와,

상기 탑재대의 동작을 제어하는 제어부로 이루어지는 패턴 측정장치를 사용한 패턴 검출방법에 있어서,

상기 촬상부에 의하여 기준이 되는 제 1 얼라인먼트마크를 촬상하는 단계와,

상기 촬상된 제 1 얼라인먼트마크의 전체의 얼라인먼트마크와 상기 촬상된 제 1 얼라인먼트마크의 일부의 얼라인먼트마크를 등록하는 단계와,

상기 촬상부에 의하여 측정해야 할 기판의 제 2 얼라인먼트마크를 촬상하는 단계와,

상기 등록된 제 1 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 촬상된 제 2 얼라인먼트마크로부터 상기 제 2 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 단계를 가지는 패턴 검출방법.
제 1항에 있어서,

상기 촬상부가 상기 기준이 되는 제 1 얼라인먼트마크와는 다른 위치의 제 3 얼라인먼트마크를 촬상하는 단계와,

상기 촬상된 제 3 얼라인먼트마크의 전체의 얼라인먼트마크와 상기 촬상된 제 3 얼라인먼트마크의 일부의 얼라인먼트마크를 등록하는 단계를 가지는 패턴 검출방법.
제 2항에 있어서,

상기 촬상부는 상기 측정해야 할 기판의 제 2 얼라인먼트마크와는 다른 위치의 제 4 얼라인먼트마크를 촬상하는 단계와,

상기 등록된 제 3 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라이언트마크에 의거하여 상기 제 4 얼라인먼트마크로부터 상기 제 4 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 단계를 가지는 패턴 검출방법.
제 3항에 있어서,

상기 처리신호는 상기 제 2와 제 4의 얼라인먼트마크의 위치측정결과에 의거하여 상기 측정해야 할 기판의 옵셋과 기울기를 연산함과 동시에, 상기 옵셋과 기울기에 의거하여 상기 검출된 제 2와 제 4의 얼라인먼트마크의 위치좌표를 수정하는 패턴 검출방법.
제 1항에 있어서,

상기 등록된 제 1 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 촬상된 제 2 얼라인먼트마크로부터 상기 제 2 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 단계에 있어서, 상기 제 1 얼라인먼트마크 중 어느 것의 얼라인먼트마크에서도 상기 제 2 얼라인먼트마크가 검출되지 않은 경우, 상기 신호처리부는 에러정보를 출력하는 패턴 검출방법.
제 1항에 있어서,

상기 등록된 제 1 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 촬상된 제 2 얼라인먼트마크로부터 상기 제 2 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 단계는 그레이·스케일·패턴·매칭을 사용하여 행하여지는 패턴 검출방법.
제 1항에 있어서,

상기 촬상부는 다른 배율의 제 1 광학계와 제 2 광학계를 더욱 가지고, 상기 얼라인먼트마크는 상기 제 1 광학계로 촬상되며, 상기 배선패턴은 상기 제 2 광학계로 촬상되는 패턴 검출방법.
배선패턴이 형성되고, 또한 얼라인먼트마크를 가지는 기판을 탑재하는 탑재대와,

상기 기판의 하나 또는 복수의 개소를 촬상하는 촬상부와,

상기 촬상부로부터의 영상신호를 처리하는 신호처리부와, 영상데이터를 기억하는 기억부와,

상기 탑재대에 탑재되는 상기 기판의 하나 또는 복수의 개소를 상기 촬상부에 의하여 촬상할 수 있도록 시야범위를 조절하는 제어부로 이루어지는 패턴검출장치에 있어서,

상기 촬상부는 상기 촬상부에 의하여 촬상된 기준이 되는 제 1 얼라인먼트마크와 측정해야 할 기판의 제 2 얼라인먼트마크를 촬상함과 동시에,

상기 기억부에 상기 촬상된 제 1 얼라인먼트마크의 전체의 얼라인먼트마크와 상기 촬상된 제 1 얼라인먼트마크의 일부의 얼라인먼트마크를 등록하고,

상기 신호처리부는 상기 등록된 제 1 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 촬상된 제 2 얼라인먼트마크로부터 상기 제 2 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 기능을 가지는 패턴 검출장치.
제 8항에 있어서,

상기 시야범위를 조절하는 제어부는 상기 기준이 되는 기판을 이동하고, 상기 촬상부는 상기 기준이 되는 제 1 얼라인먼트마크와는 다른 위치의 제 3 얼라인먼트마크를 촬상하는 기능을 가지고, 상기 촬상된 제 3 얼라인먼트마크의 전체의 얼라인먼트마크와 상기 촬상된 제 3 얼라인먼트마크의 일부의 얼라인먼트마크를 상기 기억부에 등록하는 패턴 검출장치.
제 9항에 있어서,

상기 촬상부는 상기 측정해야 할 기판의 제 2 얼라인먼트마크와는 다른 위치의 제 4 얼라인먼트마크를 촬상하는 기능을 가지고, 상기 신호처리부는 상기 기억부에 등록된 제 3 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 제 4 얼라인먼트마크로부터 상기 제 4 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 기능을 가지는 패턴 검출장치.
제 10항에 있어서,

상기 신호처리부는 상기 제 2와 제 4의 얼라인먼트마크의 위치검출결과에 의거하여 상기 측정해야 할 기판의 옵셋과 기울기를 연산함과 동시에, 상기 옵셋과 기울기에 의거하여 상기 측정해야 할 기판의 위치좌표를 수정하는 기능을 가지는 패턴 검출장치.
제 8항에 있어서,

상기 등록된 제 1 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 촬상된 제 2 얼라인먼트마크로부터 상기 제 2 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 경우, 상기 제 1 얼라인먼트마크 중 어느 것의 얼라인먼트마크에서도 상기 제 2 얼라인먼트마크가 검출되지 않을 때, 상기 신호처리부는 에러정보를 출력하는 패턴 검출장치.
제 8항에 있어서,

상기 등록된 제 1 얼라인먼트마크의 일부 또는 전체의 얼라인먼트마크 중 어느 하나의 얼라인먼트마크에 의거하여 상기 촬상된 제 2 얼라인먼트마크로부터 상기 제 2 얼라인먼트마크의 위치를 검출하는 경우, 상기 신호처리부는 그레이·스케일·패턴·매칭을 사용하여 패턴매칭을 행하는 패턴 검출장치.
제 8항에 있어서,

상기 촬상부는 다른 배율의 제 1 광학계와 제 2 광학계를 더욱 가지고, 상기 얼라인먼트마크는 상기 제 1 광학계로 촬상되며, 상기 배선패턴은 상기 제 2 광학계로 촬상되는 패턴 검출장치.
제 8항에 있어서,

상기 제 2 광학계의 배율이 상기 제 1 광학계의 배율보다 큰 패턴 검출장치.